[发明专利]基于金属多酚改性海藻酸钠/纳米纤维素复合气凝胶构建花蕊型S掺杂锰铜电催化剂

权利要求书

1.一种基于金属多酚改性海藻酸钠/纳米纤维素复合气凝胶构建花蕊型S掺杂锰铜电催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

（1）称取棉花于三颈圆底烧瓶中，加入浓硫酸和去离子水，在水浴锅中匀速搅拌，然后使用去离子水稀释硫酸以终止水解反应，静置后除去上清液，然后将悬浊液于高速离心机中离心直至乳白色液体出现，依次收集乳白色液体，即得到硫掺杂纳米纤维晶CNC溶液；

（2）取海藻酸钠溶于去离子水中，进行磁力搅拌；

（3）取步骤（1）的硫掺杂纳米纤维晶CNC溶液和步骤（2）的海藻酸钠溶液混合搅拌，然后倒入塑料模具中，随后冷冻干燥以获得SA/CNC气凝胶；

（4）称取单宁酸、MnSO₄·H₂O、CuSO₄·5H₂O分别溶于三份等体积去离子水中，再将三者溶液混合，得到单宁构建的金属多酚网络前驱体溶液；

（5）取步骤（3）制备的SA/CNC气凝胶浸入步骤（4）的前驱体溶液中，水浴振荡，用乙醇多次洗涤，再将其冷冻干燥获得SA/CNC@MnCu-TA前驱体；

（6）将步骤（5）得到的SA/CNC@MnCu-TA前驱体在N₂氛围下热处理并退火得到用于质子膜燃料电池的S掺杂锰铜电催化剂C@MnOCu_7.2S₄-TA纳米材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所用棉花与浓硫酸、去离子水的固液比为3:13:13 g/mL/mL，所述的水浴温度为45℃，搅拌时长为1.5h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中离心转速为10000rpm/min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的搅拌温度为25℃，搅拌时长为2h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所用的纳米纤维晶CNC溶液和海藻酸钠溶液体积比为1：1，所述的搅拌温度为25℃，搅拌时长为2h，冷冻干燥温度为-78℃，干燥时长为48h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）金属多酚网络前驱体溶液中单宁酸、MnSO₄·H₂O、CuSO₄·5H₂O和去离子水的固液比为1：3：3：30 g/mol/mol/mL。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（5）中SA/CNC气凝胶与金属多酚网络前驱体溶液固液比为0.2：30 g/mL，所述的水浴温度为50℃，振荡时长为2h，冷冻干燥温度为-78℃，干燥时长为48h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（6）所述的热处理和退火具体为：以5℃/min的升温速度升温至320℃，保持3h，再以5℃/min的升温速度升温至800℃，保持1.5h后自然冷却至室温。

9.一种如权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的S掺杂锰铜电催化剂C@MnOCu_7.2S₄-TA纳米材料。